TŰZESETEK VIZSGÁLATA FDS SZIMULÁCIÓ ALKALMAZÁSÁVAL

TŰZESETEK VIZSGÁLATA

FDS SZIMULÁCIÓ ALKALMAZÁSÁVAL

Szikra Csaba BME Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék

Dr. Takács Lajos Gábor BME Építészmérnöki Kar

Épületszerkezettani Tanszék

ELŐZMÉNYEK: WTC IKERTORNYOK

MODELLEZÉSE - NIST, 2003

Tűzesetek vizsgálata FDS szimuláció alkalmazásával Szikra Csaba, Dr. Takács Lajos Gábor

Ronald G. Rehm, William M. Pitts, Howard R. Baum, David D. Evans, Kuldeep

Prasad, Kevin B. McGrattan, Glenn P. Forney: Initial Model for Fires in the World

Trade Center Towers. Building and Fire Research Laboratory, NIST, Maryland

Célok:

• Matematikai modellel meghatározni a tűz

lefolyását (HRR, termikus adatok)

Módszerek:

• FDS modell

• A megfigyelt csóvából, az épület

károsodásaiból , a széladatokból az idő

függvényében kikövetkeztették a tűz

időben változó jellemzőit

• a legfontosabb adatok fényképekből és

videókból származtak – kevés tárgyi

bizonyíték maradt

ELŐZMÉNYEK: WTC IKERTORNYOK

MODELLEZÉSE - NIST, 2003


Ronald G. Rehm, William M. Pitts, Howard R. Baum, David D. Evans, Kuldeep

Prasad, Kevin B. McGrattan, Glenn P. Forney: Initial Model for Fires in the World

Trade Center Towers. Building and Fire Research Laboratory, NIST, Maryland

Alapadatok:

• Széladatok (5-10 m/s, északi irányból)

• Károsodások jellege, adatai (épület

geometria), illetve annak időbeni lefolyása

• Északi torony: Boeing 767 – kb. 34.000 liter,

déli torony: Boeing 767 – kb. 31.000 liter

kerozin

Eredmények:

• HRRPUA a kerozinból egy szinten 2 MW/m2

• HRR: GW nagyságrendű

Eredmények: a bevitt adatok akkor közel

megfelelőek, amikor a láng- és a füstkép,

illetve a lángfrontterjedés sebessége (1 s alatt

60 m) azonos a felvételeken láthatóakkal

(vizuális összehasonlítás)

HAZAI ELŐZMÉNYEK:

SZILÁGYI CSABA, 2007


Külső kép

Belső kép a válaszfal felé

Szilágyi Csaba tűzvédelmi mérnök, Szolnok

MVJÖ Hivatásos Tűzoltóság:

Tűzvizsgálat számítástechnikai támogatással

tanulmány, Védelem 2007/6 száma

A vizsgálat célja: a sparherd tetején vagy előtte,

a szőnyegen keletkezett a tűz?

Modell:

• 30x30 cm méretű 1000 kW/m2 gyújtóforrás (90

kW),

• 10x10x10 cellaháló, éghető anyagok

definiálása

HAZAI ELŐZMÉNYEK:

SZILÁGYI CSABA, 2007


Szilágyi Csaba tűzvédelmi mérnök, Szolnok

MVJÖ Hivatásos Tűzoltóság:

Tűzvizsgálat számítástechnikai támogatással

tanulmány, Védelem 2007/6 száma

Felül: a sparherd előtt a

szőnyegen keletkező tűz,

alul: a sparherd tetején

keletkező tűz sebesség-

vektorai

A vizsgálat célja: a sparherd tetején vagy előtte,

a szőnyegen keletkezett a tűz?

Modell:

• 30x30 cm méretű 1000 kW/m2 gyújtóforrás (90

kW),

• 10x10x10 cellaháló, éghető anyagok

definiálása

HAZAI ELŐZMÉNYEK:

DEBRECEN, FÉNYESUDVAR 6. 2007. FEBRUÁR 26.


Tűzkeletkezés oka és módja: a

tűzhelyen hagyott étel, a tűzhely

mellett konyhai szagelszívó vezeték

éghető aknafala meggyulladt

HAZAI ELŐZMÉNYEK:



A tűzkeletkezési szint fölötti konyha két belső nézete. Az akna az aknafallal

együtt megsemmisült (az elszívó mellékcsatornás gyűjtőkürtő alumíniumból

készült és elolvadt, az éghető aknafal elégett)

HAZAI ELŐZMÉNYEK:



HAZAI ELŐZMÉNYEK:



A fal mentén nagyjából 6 m/s-os feláramlás

keletkezett. A feláramló levegő hőmérséklete az

anemosztát elszívási környezetében kb. 850 °C

volt. A ilyen hőmérsékletű forró levegő egy

részének a légcsatornába jutása esetén is

elegendő a hőt szállít a tűz továbbterjedéséhez.

KÉSŐBB MEGISMÉTELT SZIMULÁCIÓ



MISKOLC, KÖZÉPSZER U. 20.




Épület jellemzői

• Előregyártott vasbeton

nagypaneles rendszer

• Fogatolt elrendezés, 3

fogatú kialakítás

• A tűzkeletkezési szint

átmenő lakás, két

átellenes homlokzat felé

néző nyílászárókkal – a

fölötte lévő lakással

megegyezően



Füstbeterjedési helyek:

1. Gépészeti akna

2. Loggia – nyitott ajtó, amely a

tűzben megsemmisült

3. Nyitott ablakok

4. Bejárati ajtó melletti

csapadékvíz ejtővezeték


SZIMULÁCIÓS EREDMÉNYEK


A vizsgálat céljai:

• hő, és ezen keresztül a füst

homlokzaton történő

terjedésének modellezése,

• annak megállapítása, hogy a

homlokzatra kijutó hő, füst,

illetve tűz milyen feltételek

mellett juthat vissza a tűz

keletkezés fölötti lakásokba.

A modelleket éghető magú

vakolt hőszigetelő homlokzati

rendszer nélkül állítottuk össze

annak tisztázására, hogy ebben

az esetben is bekövetkezhetett

volna a homlokzaton keresztül

hő és füst feláramlás, illetve

tűzterjedés a tűzkeletkezési szint

fölötti lakásokba.




A loggiával rendelkező szoba tranziens szimulációjának eredményei (balról

jobbra, illetve soronként haladva loggiák környezetében a hőmérséklet

eloszlás a szimuláció indítása utáni 4., 11., 41., 121., és 301. másodpercben)




Beáramlás a loggia függőleges lemeze alsó síkjában




A loggia nélküli szoba

tranziens szimulációjának

eredményei (balról jobbra, a

hőmérséklet eloszlás a

szimuláció indítása utáni 1., 4.,

11., 41., 121. másodpercben)

HOMLOKZAT TAGOLTSÁGÁNAK HATÁSA A

HOMLOKZATI FÜSTTERJEDÉSRE


Tagolatlan homlokzat Enyhén tagolt homlokzat (20cm)

Erősen tagolt homlokzat (50cm)




Tagolatlan homlokzat Erősen tagolt homlokzat (50cm)

Enyhén tagolt homlokzat (20cm)




iparosított, tagolatlan erősen tagolt hagyományos, tagolatlan

HOMLOKZATI TŰZTERJEDÉSI HATÁRÉRTÉK VIZSGÁLATA

CFD KÖRNYEZETBEN



CFD KÖRNYEZETBEN

g = 20 + 345 × log10 (8 t + 1) [K]


http://www.google.hu/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiKuvP_-anJAhUDxxQKHQ2sBa8QjRwIBw&url=http://www.meps.hu/meps-tuzbiztonsagi-vizsgalat/&psig=AFQjCNHnE8ZdEGGaU3_tY4YpP9vBJFXPQA&ust=1448485175719517


CFD KÖRNYEZETBEN



CFD KÖRNYEZETBEN


http://www.google.hu/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjkr8St-qnJAhUHPxQKHRySBboQjRwIBw&url=http://www.baumitpanel.hu/?hir%26hid%3D10&psig=AFQjCNHnE8ZdEGGaU3_tY4YpP9vBJFXPQA&ust=1448485175719517


CFD KÖRNYEZETBEN

• A módszer nem helyettesíti a

laborvizsgálatot

• Alkalmassá tehető annak

vizsgálatára, hogy ismert

vizsgálati eredménytől eltérő

geometriai viszonyok esetén

azok alkalmazhatók-e

• Feltétel: a már elvégzett

vizsgálati eredményeivel a

modell validálandó

• Feltételezett partnerségi

kapcsolat: BME, ÉMI, MEPS,

európai szervezetek

• Eredmény: jogszabály-

módosítás (vagy TvMI) a

módszer alkalmazhatóságára


FORRÁSOK, SZAKIRODALOM

• Ronald G. Rehm, William M. Pitts, Howard R. Baum, David D. Evans, Kuldeep Prasad,

Kevin B. McGrattan, Glenn P. Forney: Initial Model for Fires in the World Trade Center

Towers. Building and Fire Research Laboratory, NIST, Maryland

• Szilágyi Csaba tűzvédelmi mérnök, Szolnok MVJÖ Hivatásos Tűzoltóság: Tűzvizsgálat

számítástechnikai támogatással tanulmány, Védelem 2007/6 száma

• Szikra, Cs.: Mérnöki módszerek alkalmazása a hő- és füstelvezetésben, EPKO 2013

• Heskestad, G., “Fire Plumes,” SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 2nd ed.,

National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995.

• ISO/TR 13387:1999, Fire Safety Engineering.

• ISO 16730, Fire Safety Engineering – Assessment, verification and validation of

calculation methods.

• ISO/TS 16733 Fire Safety Engineering - Selection of design fire scenarios and design

fires

• ISO 23932 Fire Safety Engineering – General principals.

• ISO/DIS 16732 Fire Safety Engineering – Guidance on fire risk assessment (DIS: Draft

International Standard)

• Fire Dinamic Simulation (Version 6) User’s Guide. NIST Special Publication 1019-5

• PyroSim Example Guide. Thunderhead Engineering, 2016.


TŰZESETEK VIZSGÁLATA FDS SZIMULÁCIÓ ALKALMAZÁSÁVAL

Documents

Transcript of TŰZESETEK VIZSGÁLATA FDS SZIMULÁCIÓ ALKALMAZÁSÁVAL